DE4215269C3 - Composting plant with a ventilation system for closed rotting plants - Google Patents

Composting plant with a ventilation system for closed rotting plants

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Abstract

PCT No. PCT/EP93/01142 Sec. 371 Date Jan. 30, 1995 Sec. 102(e) Date Jan. 30, 1995 PCT Filed May 10, 1993 PCT Pub. No. WO93/23350 PCT Pub. Date Nov. 25, 1993A composting unit is disclosed having a ventilation system for closed rotting units. A number of fans, passageways, and valves are designed and arranged in such a way that they ensure flow of conditioned circulating air, as desired, over and/or through and/or around a static or agitated stack of composting material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompostierungs­ anlage mit Belüftungssystem für geschlossene Rottean­ lagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für die Kompostierung biogener organischer Reststoffe, das gestattet, Strömungsparameter und -führungen so zu gestalten, daß Prozeßziele präzise angesteuert werden können.The invention relates to composting system with ventilation system for closed Rottean were for the preamble of claim 1 Composting of biogenic organic residues, the allowed to flow parameters and flow control design that process goals are precisely controlled can.

Mit dem Verfahren wird erreicht, daß Klima- und Milieuzustände auf die Bedürfnisse des mikrobiellen Stoffumsatzes während des Kompostierungsprozesses zugeschnitten werden können.With the method it is achieved that climate and Milieu conditions to the needs of the microbial Substance turnover during the composting process can be tailored.

Bei der Rotte biogener organischer Stoffgemenge un­ ter aeroben Bedingungen entstehen Wärme und Stoff­ wechselgase, die über Belüftungssysteme abgeführt werden müssen. Stand der Technik ist, daß Rottegemen­ ge von Frischluft durchströmt werden und die korre­ spondierende Abluft ausgeblasen wird. Diese Methode gestattet es nicht, auf die Rottevorgänge definiert Ein­ fluß zu nehmen, da mit der Frischluftzufuhr unkontrol­ liert Sauerstoff zugeführt und mit der Abluft Feuchtig­ keit und Wärme ausgetragen werden. Es bilden sich Gradienten aus, die auf Grund der vernetzten Parame­ ter nur zur Beschreibung des Prozesses taugen.In the rotting of biogenic organic matter and un Under aerobic conditions, heat and material are created interchangeable gases discharged through ventilation systems Need to become. State of the art is that Rottegemen fresh air flows through and the correct sponding exhaust air is blown out. This method does not allow On to define the rotting processes to take flow, because with the fresh air supply uncontrolled oxygenated and moist with the exhaust air speed and heat are discharged. It is formed Gradients due to the networked parameters are only good for describing the process.

Konventionelle Belüftungssysteme haben den Nach­ teil, daß wichtige Verfahrensziele nicht erreicht werden. So ist ein Wasseraustrag erwünscht, doch wird damit gleichzeitig auch Wärme unkontrolliert abgeführt, so daß einerseits erwünschte Feuchtegehalte nicht einge­ halten werden können und andererseits wichtige Tem­ peraturvorgaben für die Entwicklung mesophiler und thermophiler Mikrofloren nicht angesteuert werden können. Auch muß darauf verzichtet werden, über einen definierten Sauerstoffeintrag Einfluß auf den mikrobiel­ len Stoffumsatz zu nehmen. Die Mängel der derzeitigen Prozeßführung zeigen sich an der Ausbildung zu hoher Temperaturen, an der fortschreitenden Trockenstabili­ sierung des Rottegutes und an einem unbefriedigenden Stoffumsatz. Hinzu kommen die Bildung und der Aus­ trag von Geruchsstoffen und der Kondensatanfall, die zusätzliche Behandlungseinrichtungen erforderlich ma­ chen. Daraus leiten sich bekannte Nachteile für das Pro­ dukt Kompost ab, nämlich die unbefriedigende Ausnut­ zung der Leistungspotentiale spezieller Mikrofloren, die zwangsläufig sich ergebende schlechte Reproduzierbar­ keit angestrebter Qualitäten im Sinne der Güterichtli­ nien für Komposte und bedenkliche Nischenbildungen für Schadfloren in Komposten und seinen Folgeproduk­ ten. Das Risiko möglicher Schadwirkungen bei der Ver­ wendung ist nicht kalkulierbar und vor dem Hinter­ grund der Produkthaftpflicht unzumutbar.Conventional ventilation systems have the night partly that important procedural goals are not achieved. So water discharge is desirable, but it does at the same time also dissipated heat in an uncontrolled manner that, on the one hand, the desired moisture content is not included can be held and on the other hand important tem temperature specifications for the development of mesophile and thermophilic microflora cannot be controlled can. Also one has to do without one Defined oxygen input influence on the microbial len metabolism to take. The shortcomings of the current Litigation shows up in training too high Temperatures at the progressive dry stability of rotting and unsatisfactory Material turnover. Added to this are education and training carry odors and the amount of condensate that additional treatment facilities required ma chen. This leads to known disadvantages for the Pro removes compost, namely the unsatisfactory groove the performance potential of special microflora that inevitably resulting poor reproducibility the desired qualities in the sense of the Gutichtli nien for composts and questionable niche formations for harmful flora in composts and its subsequent product The risk of possible harmful effects when ver Turn is not calculable and in front of the back unreasonable due to product liability.

Die gattungsgemäße Kompostierungsanlage ist aus der DE 40 34 400 A1 bekannt. Diese bekannte Anlage zur biotechnologischen Behandlung einer Gemenge­ miete basiert auf zwei Betriebsarten, nämlich dem kon­ vektiven Betrieb, bei welchem Luft oberhalb der Miete entlang geführt wird, und einem Durchströmbetrieb, bei dem die Luft durch die Miete hindurch geführt wird. Diese beiden Betriebsarten können auch kombiniert werden. Zur Erzeugung der beiden Strömungen, Über- und/oder Durchströmen, werden Ventilatoren einge­ setzt. Obwohl dieses System in der Regel gut funktio­ niert, können Probleme auftreten, wenn die Dichte der Gemengemiete eine Durchströmung behindert. Bei Luftundurchlässigkeit der Gemengemiete baut der für die Durchströmung vorgesehene Ventilator lediglich ei­ nen statischen Druck unter der Miete auf, ohne daß Luft zum Strömen gebracht werden kann, selbst dann nicht, wenn beide Ventilatoren laufen. In diesem Fall bewirkt nur das Überströmen der Miete eine Luftzirkulation im System.The generic composting plant is out known from DE 40 34 400 A1. This well-known facility for the biotechnological treatment of a batch rent is based on two modes of operation, namely the con vective operation, at which air above the rent is guided along, and a flow-through operation, at where the air is led through the rent. These two operating modes can also be combined become. To generate the two flows, over- and / or flow, fans are turned on puts. Although this system usually works well nated, problems can arise if the density of the Batch rental hindered a flow. At The air-tightness of the batch rent builds for the flow provided fan only egg static pressure under the rent without air can be made to flow, even then, when both fans are running. In this case just overflowing the rent an air circulation in the System.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kom­ postierungsanlage bereitzustellen, mit der sich der mi­ krobielle Stoffumsatz in biogenen Reststoffgemengen auch unter ungünstigen Bedingungen über die Einhal­ tung gewünschter Klima- und Milieubedingungen fein­ fühlig ansteuern läßt.The object of the invention is a com to provide posting facility with which the mi crobial metabolism in biogenic residues even under unfavorable conditions desired climate and milieu conditions fine can be controlled gently.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege­ bene Kompostierungsanlage gelöst.This object is indicated by the claim 1 bene composting plant solved.

Die erfindungsgemäße Kompostierungsanlage besei­ tigt die offenkundigen Nachteile der konventionellen Anlagen und besitzt den Vorteil, daß die in den konven­ tionellen Anlagen bisher stark vernetzten Parameter unabhängig voneinander angesteuert und zur Optimie­ rung der Prozeßführung in geeigneter Weise kombi­ niert werden können. Definierte Milieuzustände im Rot­ tegut lassen sich nur erzeugen, wenn ein Umluftsystem vorhanden ist, das ein vorgegebenes Klima auf feste Reststoffgemenge überträgt. Es muß so flexibel ausge­ legt und handbar sein, daß die sehr unterschiedliche biologische Aktivität von Reststoffgemengen kontrol­ lierbar bleibt. Dies geschieht im Sinne der Erfindung durch Änderungen der Strömungsparameter und -füh­ rung. Durch die manuelle oder programmierte Vorgabe und/oder rechnergestützte Veränderung variabler Strö­ mungsführungen und -parameter gelingt es, uner­ wünschte Wärmebildungen und -staus zu unterdrücken bzw. Überschußwärme aus dem System zu entfernen, ohne daß andere prozeßrelevante Parameter nachhaltig geändert werden. Daraus erwachsen Vorteile, die sich wie folgt beschreiben lassen:The composting plant according to the invention the obvious disadvantages of the conventional Plants and has the advantage that the in the convents tional systems, so far strongly networked parameters controlled independently and for optimization tion of the process in a suitable manner can be renated. Defined milieu conditions in red tegut can only be generated if a recirculation system is present that a predetermined climate on fixed Residue batch transfers. It has to be flexible sets and be manageable that the very different biological activity of residues control remains manageable. This is done in the sense of the invention by changing the flow parameters and flow tion. By manual or programmed specification and / or computer-aided change of variable flows Guides and parameters succeed, un wanted to suppress heat build-up and congestion or remove excess heat from the system, without sustaining other process-relevant parameters be changed. This gives rise to advantages that are have it described as follows:

Die Temperaturen für allgemeine und spezielle Stoff­ wechselleistungen der am Kompostierungsprozeß be­ teiligten Mikrofloren lassen sich gezielt ansteuern (Abb. 1A, 1B, 1C). Die Hygienisierung läßt sich thermisch und biochemisch bei Temperaturen von weniger als 60°C optimal erreichen. Geruchsstoffe werden immer wieder durch das Rottegut recycliert und dabei abgebaut. Der Stoffumsatz wird über vorgegebene Temperaturprofile so optimiert, daß kürzere Verweilzeiten den Betrieb ge­ schlossener Rotteanlagen wirtschaftlicher gestalten. Die Zufuhr des Sauerstoffs kann so geregelt werden, daß zwischen strikter Anaerobie und strikter Aerobie alle Zustände über die Gasphase im Umluftsystem darge­ stellt werden können.The temperatures for general and special metabolic performance of the microflora involved in the composting process can be controlled in a targeted manner ( Fig. 1A, 1B, 1C). Hygiene can be optimally achieved thermally and biochemically at temperatures below 60 ° C. Fragrances are repeatedly recycled through the rotting material and broken down in the process. The material turnover is optimized via predetermined temperature profiles so that shorter dwell times make the operation of closed rotting plants more economical. The supply of oxygen can be regulated so that between strict anaerobia and strict aerobia all conditions can be represented by the gas phase in the air circulation system.

Die erfindungsgemäße Kompostierungsanlage kann zusätzlich wie folgt betrieben werden bzw. ausgelegt sein:
The composting plant according to the invention can additionally be operated or designed as follows:

  • - die Strömungsparameter sind in Abhängigkeit von der Leistungscharakteristik separater Ventila­ toren definiert einstellbar;- The flow parameters are dependent of the performance characteristics of separate Ventila gates defined adjustable;
  • - die Strömungsparameter bei den einzelnen Luftführungsvarianten können verändert werden;- The flow parameters for the individual Air routing variants can be changed;
  • - die Umluft kann zentral und/oder partiell tem­ periert und befeuchtet werden;- The circulating air can be central and / or partial tem be perforated and moistened;
  • - die Gaszusammensetzung der Umluft kann va­ riabel gestaltet werden;- The gas composition of the circulating air can above all be designed riabel;
  • - die Ventilatoren des Umluftsystems könnten in Reihe angeordnet wirken.- The fans of the air circulation system could be in Arranged in a row.

Die in Abb. 2 dargestellten Luftführungsvarianten werden in den nachfolgenden Beispielen 1 bis 5 erläu­ tert: The air routing variants shown in Fig. 2 are explained in Examples 1 to 5 below:

Beispiel 1example 1

Zum Zwecke der Überströmung wird die Luft über die Miete geführt. In diesem Falle läuft nur Ventilator 2 (Abb. 3), wobei die Regelventile R1, R2, R3 und R6 ge­ schlossen, die Regelventile R4, R5 und R7 geöffnet sind. Die Regelventile R8 und R9 werden in Abhängigkeit vom Frischluftbedarf angesteuert.For the purpose of overflow, the air is led over the rent. In this case, only fan 2 is running ( Fig. 3), whereby the control valves R1, R2, R3 and R6 are closed and the control valves R4, R5 and R7 are open. The control valves R8 and R9 are controlled depending on the fresh air requirement.

Beispiel 2Example 2

Um die Überströmung mit der Durchströmung zu kombinieren, wird der Ventilator 1 zugeschaltet und das Regelventil 3 geöffnet (Abb. 3). Alle anderen Ventilstel­ lungen bleiben davon unberührt.To combine the overflow with the throughflow, the fan 1 is switched on and the control valve 3 is opened ( Fig. 3). All other valve positions remain unaffected.

Beispiel 3Example 3

Im Falle der Durchströmung wird der Ventilator 2 abgeschaltet und das Regelventil 4 geschlossen. Alle anderen Ventilstellungen bleiben davon unberührt (Abb. 3).In the case of flow, the fan 2 is switched off and the control valve 4 is closed. All other valve positions remain unaffected ( Fig. 3).

Beispiel 4Example 4

Bei der Überströmung und Unterströmung arbeiten beide Ventilatoren (V1 + V2), die Regelventile R3, R4 und R1 sind geöffnet. Die Stellung der anderen Regel­ ventile bleibt unverändert (Abb. 3).Both fans (V1 + V2) work with overflow and underflow, control valves R3, R4 and R1 are open. The position of the other control valves remains unchanged ( Fig. 3).

Beispiel 5Example 5

Im Falle der Umströmung läuft der Ventilator 1 und die Regelventile R1, R3, R6 und R7 sind geöffnet. Die Regelventile R2, R4 und R5 sind geschlossen (Abb. 3).In the case of flow, fan 1 runs and control valves R1, R3, R6 and R7 are open. The control valves R2, R4 and R5 are closed ( Fig. 3).

Das Regelventil 2 kann bei Bedarf geöffnet werden und dient der Erhöhung geförderter Luftmengen bei verschiedenen Luftführungsvarianten.The control valve 2 can be opened if necessary and is used to increase the air volume delivered in different air routing variants.

Die Umluft kann bei geöffnetem Regelventil 5 über den Wärmetauscher W1 geführt werden. Die Wärmege­ winnung kann dazu verwendet werden, über den Wär­ metauscher W2 die Frischluft zu temperieren. Der zum Frischlufteintrag über Regelventil 9 korrespondierende Luftaustrag wird bei geöffnetem Regelventil 8 über den Ventilator 3 vorgenommen, wobei die ausgeblasene Luft über einen Biofilter geführt wird.The circulating air can be passed through the heat exchanger W1 when the control valve 5 is open. The heat recovery can be used to temper the fresh air via the heat exchanger W2. The air discharge corresponding to the fresh air input via the control valve 9 is carried out by the fan 3 when the control valve 8 is open, the blown-out air being passed through a biofilter.

Claims (4)

1. Kompostieranlage mit einem Belüftungssystem für ge­ schlossene Rotteanlagen mit Mitteln zum Überströmen und/oder Durchströmen einer ruhenden oder durchmischten Gemengemiete mit konditionierter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit Mitteln zum wahlweisen Überströmen und/oder Durchströmen und/oder Umströmen der Gemenge­ miete versehen ist. 1. Composting plant with a ventilation system for closed rotting plants with means for overflowing and / or flowing through a dormant or mixed batch rent with conditioned air, characterized in that the plant is provided with means for selectively overflowing and / or flowing through and / or flowing around the batch rent is. 2. Kompostierungsanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Über­ strömen und/oder Durchströmen und/oder Um­ strömen der Gemengemiete mit den Ventilatoren V1 und V2 sowie den Regelventilen R1, R2, R3, R4, R5, R6 und R7 ausgestattet sind.2. Composting plant according to claim 1, there characterized in that the means for over flow and / or flow and / or um stream the batch rent with the fans V1 and V2 as well as the control valves R1, R2, R3, R4, R5, R6 and R7 are equipped. 3. Kompostierungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur manuellen oder automatischen Zuführung von Frischluft zum Umluftsystem in variablen Mengen mit einem Re­ gelventil R9 und zum passiven oder von einem Ventilator V3 unterstützten Ausblasen der der zu­ geführten Frischluftmenge korrespondierenden Abluftmenge mit einem Regelventil R8 ausgestat­ tet ist.3. composting plant according to claim 1 or 2, characterized in that they are for manual or automatic supply of fresh air to the Air recirculation system in variable quantities with a re gel valve R9 and for passive or from one Fan V3 supports blowing out of the to corresponding fresh air volume corresponding Exhaust air quantity equipped with a control valve R8 is. 4. Kompostierungsanlage nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Wärmegewinnung aus der Umluft mit einem Wär­ metauscher W1 und zur Temperierung der Frisch­ luft mit einem Wärmetauscher W2 ausgestattet ist.4. Composting plant according to one of the claims che 1 to 3, characterized in that it for Obtaining heat from the circulating air with a heat exchanger W1 and for tempering the fresh air is equipped with a W2 heat exchanger.
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